DE1652116C3

DE1652116C3 - Vorrichtung zum Schleifen von mit einem Anschlußzapfen versehenen Kugeln

Info

Publication number: DE1652116C3
Application number: DE1652116A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
Current assignee: Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
Priority date: 1967-08-03
Filing date: 1967-08-03
Publication date: 1979-07-05
Also published as: GB1168768A; DE1652116A1; DE1652116B2

Description

Die Krfindung betrifft eine Vorrichtung /um Schleifen, auch Fein- oder Feinstschleifen von mit einem Anschluß/apfen versehenen Kugeln, wie Kugclbol/en für Gelenklager. Kugelkolbenstangcn u. dgl., bestehend aus einer drehangetriebenen Werkstückaufnahme mit einer Lagerbüchse für den Anschluß/apfcn und aus einer der Werkstückaufnahme in einem Winkel /ur Längsachse der Werkstücke zugeordneten lopfförmigen Stirnschleifscheibe.

Bei einer bekannten Vorrichtung der genannten Gattung (GB-PS 7 87 033) ist die Lagerbuchse als drehangetriebenes Spannbackenfutter ausgeführt. Dabei wirken sich jedoch die unvermeidbaren Ungenauigkeiten in der Lagerung des Spannbackenfutters und des Anschlußzapfens auf die Formgenauigkeit der /u bearbeitenden Kugel aus.

Bekannt ist auch eine Vorrichtung zum Polieren von Kugeln ohne Ans'chlußzapfen (US-PS 25 88 714), welche aus einer drehangclriebenen Werkstückaufnahme mit zwei parallel nebeneinander angeordneten, jeweils mit einer Ürnfangsnul versehenen Zentrierwalzen, deren eine angetrieben und deren andere frei drehbar gelagert ist Und deren Abstand kleiner als der Durchmesser der zu bearbeitenden Kugel ist, Und aus einer den Zentrierwalzen parallel zugeordneten Umfangspolierscheibe mit einer der Form der zu bearbeitenden Kugel entsprechenden Umfangsausnehmung besteht. Hier wird die Formgenauigkeit des Werkstücks nicht weiter beeinflußt bzw. hinge — falls als Werkzeug eine Schleifscheibe benutzt werden würde — von der normalerweise nicht sehr hohen Abrichtgenauigkeit der Schleifscheibe ab. Letzteres gilt auch für eine weitere bekannte Vorrichtung zum Schleifen von K; geln mit

ίο oder ohne Anschlußzapfen (FR-PS 9 03 541), die ebenfalls mit einer derartigen Umfangsschleifscheibe ausgerüstet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzuheben, mittels welcher mit einem

is Anschlußzapfen versehene Kugeln mit wesentlich höherer Formgenauigkeit hergestellt werden können.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung dadurch, daß die Werkstückaufnahme neben der Lagerbuchse eine mit einer Umfangsnut versehene, um ihre Längsachse frei drehbar gelagerte Zentrierwalze und eine parallel zur Längsachse der Zentrierwalze angeordnete Antriebswalze aufweist, daß die Lagerbüchse den Anschlußzapfen mit Spiel umgibt und um eine parallel zu der von den Achsen der Zentrierwalze und der Antriebswalze gebildeten F.bene liegende und zur Achse des Anschluß/apfcns orthogonal verlaufende Achse schwenkbar ist, daß der Spalt /wischen der Zentrierwal/e und der Antriebswalze kleiner als der Durehmesscr der /u bearbeitenden Kugel ist und daß die Drehrichtung der Antriebswal/e so gewählt ist. daß die Ku gel in den Spalt gezogen wird. Gegenstand der Erfindung ist lediglich die Gesamtkombination. Elementenschutz ist ausgeschlossen.

Die Krfindung nut/t hierbei zunächst die Erkenntnis, daß bei Hinspannung der Werkstücke allein mit ihren Anschluß/apfen in einer umlaufenden Werkstückaufnahme b/w. einem Spannfutter Unrundhciten der be.irbeiteten Kugeln nicht vcrmcidbar sind. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt deshalb die Lage bestimmung des Werkstuckes durch die Auflage der /11 bearbeitenden Kugel auf der Antriebswal/c und der Zenirierwal/c. die mn optimaler Genauigkeit bearbeitet und gelagert werden können, und der Antrieb des Werkstückes durch Reibung. Die Lagerbuchse für den Anschluß/apfen umfaßt diesen hingegen mit einem größeren Spiel und beeinflußt deshalb die Kinematik der Kugclbcwegung bis auf eine gewisse Groborienticrung des Anschltvß/apfcns beim Bearbeitungsvorgang nicht. Die so eindeutig definierte Lage der Kugel in der Werkslückaufnahme gewährleistet in Verbindung mn der topfformigen Stirnschleifscheibe, deren Umfang mit sehr hoher Genauigkeit kreisförmig abgerichtet werden kann, eine extrem hohe Formgenauigkeit. Der Winkel, unter dem die Stirnschleifscheibe /ur Längsachse des Anschluß/apfens anzuordnen ist. hängt vom Ausmaß der /u bearbeitenden Kugelfläche ab; gegebenenfalls empfiehlt es sich, die Stirnschleifscheibe um eine orthogonal /ur Achse des Anschluß/apfens vcrlaiifcnde Achse schwenkbar /11 lagern. Die Schwenklage rung der Lagerbüchse erlaubt darüber hinaus ein Lm= schwenken der Kugel in den Spalt zwischen der Antriebswalzc und der Zentrierwalze zum Zweck der Bearbeitung und nach erfolgter Bearbeitung ein Ausschwenken sowie Auswechseln der Kugel, dient also der einfacheren Handhabung.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind zusammengefaßt also darin tu sehen, daß eine Vorrich-

Hing zum Schleifen von mit einem Anschlußzapfen versehenen Kugeln mil einer Formgenauigkeit der Kugel geschaffen ist, weiche von bekannten Vorrichtungen nicht erreichbar ist.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Spalt zwischen der Zentrierwalze und der Antriebswalze einstellbar, um die Vorrichtung an Kugeln unterschiedlichen Durchmessers anpassen zu können. Eine besonders gute Zentriergenauigkeit wird erreicht, wenn die Umfangsnut durch Zusammensetzen der Zentrierwalze aus zwei kegelstumpfförmigen Hälften gebildet ist. Der Spalt zwischen der Zentrierwalze und der Antriebswalze soll vorzugsweise so groß sein, daß die sich bei der Auflage der Kugel auf der Zentrierwalze und der Antriebswalze ergebenden Winkel zwischen der durch den Kugelmittelpunkt und die Achse der Zentrier- bzw. Antriebswalze gehenden Geraden und der von den Achsen der Zentrier- und Antriebswalze gebildeten Ebene 10 bis 15°, vorzugsweise 12°, betragen, wenn die Antricbswalze und die Zentnerwalze gleichen AuOendurchm.esser aufweisen.

Bei diesen Winkeln erfolgt ein weitgehend schlupffreier Antrieb der Kugel über die Antricbswa'ze, obwohl die Äniriebswalze und die Zentnerwalze selbstverständlich hochpolierte Oberflächen aufweisen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt

F i g. I perspektivisch eine crfindungsgeniäße Vorrichtung,

F i g. 2 den vergrößert dargestellten Teilschnitt A-A aus F i g. 1,

F i g. 3 den vergrößert dargestellten Tcilschnitl B-B aus F i g. 1 und

F i g.4 in schcmatischer Darstellung den Schnitt C-C aus F i g. 2.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient /um Schleifen von mit einem Anschluß/apfen I versehenen Kugeln 2. Sie besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer drehangclricbenen Werkstückaufnahnie 5 bis 8 und einem dieser zugeordneten Werk/eughalter 3 mit auf die Kugel 2 aufsei/barem Schleifwerkzeug. Die Werkslückaufnahnie besteht, wie insbesondere die F i j*. 2 und i erkennen lassen, zunächst aus einer Lagerbüchse 5 für den Anschlußzapfen 1. einer mit einer Umfangsnut 6 versehenen Zenlrierwal/c 7 und einer Antriebswalze 8 für die Kugel 2. Die A nt. iebswalze 8 ist in einem Spindrlslück 9 gelagert und wird über Keilriemen od. dgl. angetrieben. Das Schleifwerkzeug ist als angetriebene, um ihre Achse rotierende und auf die Kugel 2 aufsetzbare, topfförmige Stirnschleifscheibe 4 ausgeführt. Aus der Tatsache, daß die Stimschleif-

scheibe 4 auf die Kugel 2 aufsetzbar ist, folgt, daß der Durchmesser der Kugel 2 größer ist als der Innendurchmesser der Stirnschleifscheibe 4. Die Zentrierwalze 7 und die Antriebswalze 8 bilden zwischen sich einen Spalt 10, in welchem die zu bearbeitende Kugel 2 auf

der Antriebswalze 8 und der Zentrierwalze 7 aufliegt. Die Antriebswalze 8 ist derart angetrieben, daß die von der Antriebswalze 8 auf die Kugel 2 wirkende Reibungskraft die Kugel 2 in den Spalt 10 hineinzieht. Die Zentrierwalze 7 ist frei drehbar gelagert und wird über die Kugel 2 nur mitgeschleppt. Das ist in F i g.4 durch Pfeiie 11,12,13 angedeutet.

Um die zu bearbeitende Kugel 2 im Spalt 10 auf die Antriebswalze 8 und die Zentrierwalze 7 aufzulegen, ist die Lagerbuchse 5 für die Aufnahme des Anschlußzap-

fens 1 um eine zur Achse des Anschlußzapfens 1 orthogonale Achse 14 schwenkbar, so d?" dadurch die Kugel 2 in den Spalt 10 zwischen der Zent. icrwalzc 7 und der Antriebswalze 8 einschwenkbar ist. Der Abstand zwischen Zentrierwalze 7 und Antriebswalze 8 kann einstellbar sein. Im übrigen ist die Umfangsnut fa durch Zusammensetzen der Zentrierwalze 7 aus zwei kegelstumpfförmigen Hälften mit Trennung im Grund der Umfangsnut 6 gebildet. Auch der Werkzeughalter 3 kann schwenkbar sein, was jedoch nicht dargestellt ist.

Der Antrieb der Kugel 2 erfolgt durch Reibungsmitnahme von der Antriebswalzc 8 aus. Dazu soll der Winke! 15 der Radien an die Berührungspunkte von Antricbswalze 8 und Außendurchmesser der Zentrierwal-/e 7 mit der Kugel 2 gegen die Horizontale etwa 10 bis 15". vorzugsweise 12", betragen (vgl. F i g.4).

Bei der beschriebenen Vorrichtung erfährt die Kugel 2 im Spalt 10 zwischen der Antriebswp.lze 8 und der Zcntricrwal/.e 7 eine eindeutige Auflage und gleichzeitig über die Antriebswalze 8 ihren Antrieb. Her Anschlußzapfen I. der in die Lagerbüchse 5 eingesetzt ist, beeinflußt bis auf eine Groborientierung der Lage des A.ischlußzapfens 1 den Bewegungsablauf der Kugel 2 beim Bearbeitungsvorgang nicht, so daß in Wechselwirkung mit der Stirnschleifscheibe 4 an der Kugel 2 vorhandene Unrundhciten abgearbeitet werden können und Toleranzen in der Zuordnung von Werkstück und Werkzeug sich nicht nachteilig auf die Rundheit auswirken können. Im übrigen läßt sich je nach in den Werkzeughalter 3 eingesetztem Schleifwerkzeug jede gewünschte Oberflächenbearbeitung durchführen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verrichtung zum Schleifen von mit einem Anschlußzapfen versehenen Kugeln, bestehend aus einer drehangetriebenen Werkstückaufnahme mit einer Lagerbüchse für den AnschluQzapfen und aus einer der Werkstückaufnahme in einem Winkel zur Längsachse der Werkstücke zugeordneten topfförmigen Stirnschleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahme (5 bis 8) neben der Lagerbüchse (5) eine mit einer Umiangsnut (6) versehene, um ihre Längsachse frei drehbar gelagerte Zenirierwalze (7) und eine parallel zur Längsachse der Zentrierwalze (7) angeordnete Antriebswalze (8) aufweist, daß die Lagerbüchse (5) den Anschlußzapfen mit Spiel umgibt und um eine parallel zu der von den Achsen der Zentrierwui/.i: (7) und der Aiiiricbbwaizc (S) gcbüiiciei; Ebene liegend und zur Achse des Anschlußzapfens (1) orthogonal verlaufende Achse (14) schwenkbar ist. daß der Spalt (10) zwischen der Zentricrwalze (7) und der Antriebswalze (8) kleiner als der Durchmesser der /u bearbeitenden Kugel (2) ist und daß die Drehrichlung der Antriebswalze (8) so gewählt ist, daß die Kugel (2) in den Spalt (10) gezogen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (10) /wischen der Zentrierwal/c (7) und der Antriebswalze (8) einstellbar ist.

J. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (6) durch Zusammensetzen der Zcntricrwalze (7) aus zwei kegelstumpfförmigen Hälften (Va. 7b) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach einjm der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (10) zwischen der Zentrierwalze (7) und der Antriebswalze (8) so groß ist, daß die sich bei der Auflage der Kugel (2) auf der Zentrierwalze (7) und der Antriebswal/c (8) ergebenden Winkel (15 nach F i g. 4) 10 bis 15 , vorzugsweise 12', betragen.